2.6 USB摄像头驱动之USB描述符

学习目标：分析USB摄像头驱动的描述符；

一、USB设备描述符

在usb设备驱动分析那一节，也用到了usb描述符。

usb描述符可分为：

USB设备描述符（usb_device_descriptor）；

USB配置描述符（usb_config_descriptor）；

USB接口描述符（usb_interface_descriptor）；

USB端点描述符（usb_endpoint_descriptor）；

其中，一个USB设备描述符可以有多个配置描述符；配置描述符可以有多个接口描述符（比如声卡驱动,就有两个接口：录音接口和播放接口）；一个接口描述符可以有多个端点描述符。

二、结构体分析

1、USB设备描述符（usb_device_descriptor）

定义：

struct usb_device *dev = interface_to_usbdev(intf);
    struct usb_device_descriptor *descriptor = &dev->descriptor;

struct usb_device_descriptor {
 __u8  bLength;                          //本描述符的size
 __u8  bDescriptorType;              //描述符的类型，这里是设备描述符DEVICE
 __u16 bcdUSB;                           //指明usb的版本，比如usb2.0
 __u8  bDeviceClass;                 //类
 __u8  bDeviceSubClass;             //子类
 __u8  bDeviceProtocol;              //指定协议
 __u8  bMaxPacketSize0;            //端点0对应的最大包大小
 __u16 idVendor;                         //厂家ID
 __u16 idProduct;                        //产品ID
 __u16 bcdDevice;                       //设备的发布号
 __u8  iManufacturer;                 //字符串描述符中厂家ID的索引
 __u8  iProduct;                         //字符串描述符中产品ID的索引
 __u8  iSerialNumber;                 //字符串描述符中设备序列号的索引
 __u8  bNumConfigurations;              //配置描述符的个数,表示有多少个配置描述符
} __attribute__ ((packed));

源码位置：usb_device结构体下

struct usb_device {
　　 int devnum; 　　　　　　　　　　//设备号，是在USB总线的地址
　　 char devpath []; 　　　　　　//用于消息的设备ID字符串
　　 enum usb_device_state state; //设备状态：已配置、未连接等等
　　 enum usb_device_speed speed; //设备速度：高速、全速、低速或错误
　　
　　 struct usb_tt *tt; 　　　　　　//处理传输者信息；用于低速、全速设备和高速HUB
　　 int ttport; 　　　　　　　　　　//位于tt HUB的设备口
　　
　　 unsigned int toggle[]; 　　 //每个端点的占一位，表明端点的方向([0] = IN, [1] = OUT)　　
　　 struct usb_device *parent; 　//上一级HUB指针
　　 struct usb_bus *bus; 　　　　　　//总线指针
　　 struct usb_host_endpoint ep0; //端点0数据
　　 struct device dev; 　　　　　　　　//一般的设备接口数据结构
　
　　 struct usb_device_descriptor descriptor; //USB设备描述符,
　　 struct usb_host_config *config; 　　　　　　//设备的所有配置结构体,配置结构体里包含了配置描述符
　　 struct usb_host_config *actconfig; 　　　　//被激活的设备配置
　　 struct usb_host_endpoint *ep_in[]; 　　　　//输入端点数组
　　 struct usb_host_endpoint *ep_out[]; 　　　　//输出端点数组
　　
　　 char **rawdescriptors; 　　　　　　　　　　　　//每个配置的raw描述符
　　
　　 unsigned short bus_mA; 　　　　　　　　//可使用的总线电流

　　 u8 portnum; 　　　　　　　　　　　　　　//父端口号
　　 u8 level; 　　　　　　　　　　　　　　　//USB HUB的层数
　　
　　 unsigned can_submit:; 　　　　　　　　//URB可被提交标志
　　 unsigned discon_suspended:; 　　　　　//暂停时断开标志
　　 unsigned persist_enabled:; 　　　　　　//USB_PERSIST使能标志
　　 unsigned have_langid:; 　　　　　　　　//string_langid存在标志
　　 unsigned authorized:;
　　 unsigned authenticated:;
　　 unsigned wusb:; 　　　　　　　　　　　　//无线USB标志
　　 int string_langid; 　　　　　　　　　　　　//字符串语言ID
　　
　　 /* static strings from the device */ //设备的静态字符串
　　 char *product; 　　　　　　　　　　　　　　//产品名
　　 char *manufacturer; 　　　　　　　　　　　　//厂商名
　　 char *serial; 　　　　　　　　　　　　　　　　//产品串号
　　
　　 struct list_head filelist; 　　　　　　　　//此设备打开的usbfs文件
　　#ifdef CONFIG_USB_DEVICE_CLASS
　　 struct device *usb_classdev;　　　　　　 //用户空间访问的为usbfs设备创建的USB类设备
　　#endif
　　#ifdef CONFIG_USB_DEVICEFS
　　 struct dentry *usbfs_dentry; 　　　　　　　//设备的usbfs入口
　　#endif
　　
　　 int maxchild; 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//（若为HUB）接口数
　　 struct usb_device *children[USB_MAXCHILDREN];//连接在这个HUB上的子设备
　　 int pm_usage_cnt; 　　　　　　　　　　　　　　　　//自动挂起的使用计数
　　 u32 quirks;
　　 atomic_t urbnum; 　　　　　　　　　　　　　　　　　　//这个设备所提交的URB计数
　　
　　 unsigned long active_duration; 　　　　　　　　//激活后使用计时

　　#ifdef CONFIG_PM 　　　　　　　　　　　　　　　　//电源管理相关
　　 struct delayed_work autosuspend; 　　　　　　//自动挂起的延时
　　 struct work_struct autoresume; 　　　　　　//（中断的）自动唤醒需求
　　 struct mutex pm_mutex; 　　　　　　　　　　//PM的互斥锁　
　
　　 unsigned long last_busy; 　　　　　　　　//最后使用的时间
　　 int autosuspend_delay;
　　 unsigned long connect_time; 　　　　　　//第一次连接的时间
　　
　　 unsigned auto_pm:; 　　　　　　　　　　//自动挂起/唤醒
　　 unsigned do_remote_wakeup:; 　　　　//远程唤醒
　　 unsigned reset_resume:; 　　　　　　//使用复位替代唤醒
　　 unsigned autosuspend_disabled:; 　　//挂起关闭
　　 unsigned autoresume_disabled:; 　　//唤醒关闭
　　 unsigned skip_sys_resume:; 　　　　//跳过下个系统唤醒
　　#endif
　　 struct wusb_dev *wusb_dev; 　　　　//（如果为无线USB）连接到WUSB特定的数据结构
　　};

2、USB配置描述符（usb_config_descriptor）

变量定义：

struct usb_host_config *hostconfig;
    struct usb_config_descriptor *config;

位于：usb_device结构体下

源码：

struct usb_config_descriptor {
  __u8  bLength;                          //描述符的长度
  __u8  bDescriptorType;              //描述符类型的编号

  __le16 wTotalLength;                        //配置 所返回的所有数据的大小
  __u8  bNumInterfaces;              //配置 所支持的接口个数, 表示有多少个接口描述符
  __u8  bConfigurationValue;        //Set_Configuration命令需要的参数值
  __u8  iConfiguration;                        //描述该配置的字符串的索引值
  __u8  bmAttributes;                         //供电模式的选择
  __u8  bMaxPower;                    //设备从总线提取的最大电流
 } __attribute__ ((packed));

3、USB接口描述符（usb_interface_descriptor）

一个USB接口代表一个逻辑上的设备，例如摄像头驱动有两种接口：VC和VS。

定义：

　　struct usb_interface *intf；

　　struct usb_interface_descriptor *interface;

　　interface = &intf->altsetting[j].desc;

struct usb_interface_descriptor {
  __u8  bLength;                          //描述符的长度
  __u8  bDescriptorType;              //描述符类型的编号

  __u8  bInterfaceNumber;           //接口的编号
  __u8  bAlternateSetting;            //备用的接口描述符编号,提供不同质量的服务参数.
  __u8  bNumEndpoints;              //要使用的端点个数(不包括端点0), 表示有多少个端点描述符,比如鼠标就只有一个端点
  __u8  bInterfaceClass;              //接口类型,与驱动的id_table
  __u8  bInterfaceSubClass;                 //接口子类型
  __u8  bInterfaceProtocol;                 //接口所遵循的协议
  __u8  iInterface;                        //描述该接口的字符串索引值
 } __attribute__ ((packed)

4、USB端点描述符（usb_endpoint_descriptor）

定义：

　　　　struct usb_endpoint_descriptor  *endpoint;

　　　　endpoint = &intf->altsetting[j].endpoint[m].desc;

源码：

struct usb_host_endpoint {
　　struct usb_endpoint_descriptor desc; //端点描述符
　　struct usb_ss_ep_comp_descriptor ss_ep_comp;//超快速端点描述符
　　struct list_head urb_list; //本端口对应的urb链表
　　void *hcpriv;
　　struct ep_device *ep_dev; /* For sysfs info */

　　unsigned char *extra; /* Extra descriptors */
　　int extralen;
　　int enabled;//使能的话urb才能被提交到此端口
};

struct usb_endpoint_descriptor {
__u8  bLength;                          //描述符的长度
__u8  bDescriptorType;              //描述符类型的编号

__u8  bEndpointAddress;              //端点编号,比如端点1,就是1
__u8  bmAttributes;                  //端点的属性, 比如中断传输类型,输入类型
__le16 wMaxPacketSize;               //一个端点的最大包大小,
__u8  bInterval;                     //间隔时间,用在中断传输上,比如间隔时间查询鼠标的数据

/* NOTE:  these two are _only_ in audio endpoints. */
/* use USB_DT_ENDPOINT*_SIZE in bLength, not sizeof. */
__u8  bRefresh;
__u8  bSynchAddress;

} __attribute__ ((packed));

5、接口关联描述符 （Interface Association Descriptor）

作用：描述设备功能需要的一个视频控制接口VC和一个或多个视频流接口VS的视频接口集合。

定义：

　　　struct usb_interface_assoc_descriptor *assoc_desc;
       　   assoc_desc = hostconfig->intf_assoc[0];

源码：

/* USB_DT_INTERFACE_ASSOCIATION: groups interfaces */
struct usb_interface_assoc_descriptor {
 __u8  bLength;  　　　　　　 //描述符的长度
 __u8  bDescriptorType;  　　 //描述符类型的编号
 __u8  bFirstInterface;
 __u8  bInterfaceCount; 　　　//接口数目
 __u8  bFunctionClass;           //接口类型,与驱动的id_table
 __u8  bFunctionSubClass;　  //接口子类型
 __u8  bFunctionProtocol;　　　//接口所遵循的协议
 __u8  iFunction;
} __attribute__ ((packed));